CN104718167B - 锆石相容的、可离子交换的且具有高耐损坏性的玻璃 - Google Patents

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Abstract

一种可离子交换玻璃，其对由磨损、刮擦、压痕等导致的损坏有高度的耐受性。所述玻璃包含氧化铝、B2O3和碱金属氧化物，且包含具有三重配位的硼阳离子。当进行离子交换后，所述玻璃的维氏(Vickers)裂纹引发阈值为至少10千克力(kgf)。

Description

锆石相容的、可离子交换的且具有高耐损坏性的玻璃
本申请根据35U.S.C.§119要求2012年5月31日提交的美国临时申请系列号61/653,489的和2013年1月4日提交的美国临时申请系列号61/748,981的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。
背景
本发明涉及能通过离子交换化学强化且具有固有或“天然”耐损坏性的玻璃。具体来说，本发明涉及这种玻璃，该玻璃通过离子交换强化，且具有对由磨损、刮擦、压痕和其它形式的尖锐接触造成的损坏具有耐受性。
离子交换过程提供显著改善玻璃，该玻璃能用该离子交换过程强化来耐受由尖锐冲击或压痕造成的损坏。至今，已使用了包括网络改性剂如碱金属和碱土金属阳离子的玻璃。这些阳离子形成非桥接的氧(氧只连接到一个硅原子)，这降低了离子交换玻璃对由磨损、刮擦等引入的损坏的耐受性。
概述
本发明提供可离子交换玻璃，其对由磨损、刮擦、压痕等导致的损坏有高度的耐受性。所述玻璃包含氧化铝、B2O3和碱金属氧化物，且包含具有三重配位的硼阳离子。当进行离子交换后，所述玻璃的维氏(Vickers)裂纹引发阈值为至少10千克力(kgf)。
因此，本发明的一方面是提供可离子交换玻璃，其包含至少约50摩尔％的SiO2；至少约10摩尔％的R2O，其中R2O包括Na2O；Al2O3，其中Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％)；以及B2O3，其中B2O3(摩尔％)–(R2O(摩尔％)–Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。
本发明的第二方面是提供玻璃，其包含至少约50摩尔％的SiO2；至少约10摩尔％的R2O，其中R2O包括Na2O；Al2O3；以及B2O3，其中B2O3(摩尔％)–(R2O(摩尔％)–Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％，其中所述玻璃的锆石分解温度等于玻璃的粘度约为25千泊-40千泊时的温度。
本发明的第三方面是提供离子交换玻璃，所述玻璃的维氏裂纹引发阈值为至少约10kgf。所述玻璃包含至少约50摩尔％的SiO2；至少约10摩尔％的R2O，其中R2O包括Na2O；Al2O3，其中Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％)；以及B2O3，其中B2O3(摩尔％)–(R2O(摩尔％)–Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。
第四方面是提供一种玻璃，其包括：至少约50摩尔％的SiO2；至少约10摩尔％的R2O，其中R2O包括Na2O；Al2O3；以及至少2.7摩尔％的含配位硼阳离子的B2O3，其中B2O3–(R2O–Al2O3)≥3摩尔％。
从以下详细描述、附图和所附权利要求书能明显地看出本发明的上述及其他方面、优点和显著特征。
附图简要说明
图1是本文所述的玻璃样品的核磁共振(NMR)图谱。
发明详述
在以下描述中，相同的附图标记表示附图所示的若干视图中类似或相应的部分。还应理解，除非另外说明，否则，术语如“顶部”、“底部”、“向外”、“向内”等是方便用语，不应视为限制性用语。此外，每当将一个组描述为包含一组要素中的至少一个要素和它们的组合时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式包含任何数量的这些所列要素，或者主要由它们组成，或者由它们组成。类似地，每当将一个组描述为由一组要素中的至少一个要素或它们的组合组成时，应将其理解为所述组可以单个要素或相互组合的形式由任何数量的这些所列要素组成。除非另外说明，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限，以及所述上限和下限之间的任意范围。除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”或“一种”及其相应的定冠词“该”表示“至少一(个/种)”，或者“一(个/种)或多(个/种)”。还应理解，本说明书和附图所批露的各种特征可以任意和全部组合来使用。
如本文所使用，术语“玻璃”和“玻璃(glasses)”同时包括玻璃和玻璃陶瓷。术语“玻璃制品”和“玻璃制品(glass articles)”以它们最广泛的意义来使用，包括全部或部分由玻璃和/或玻璃陶瓷制成的任何物体。
应注意，本文可用词语“基本上”和“约”表示可由任何定量比较、数值、测量或其它表示方法造成的内在不确定性。在本文中还使用这些术语表示数量的表示值可以与所述的参比值有一定的偏离程度，但是不会导致审议的主题的基本功能改变。
除非另外说明，所有组成和浓度表示为摩尔百分数(摩尔％)。应理解本文所述的和本文所要求保护的组成范围表示用本技术领域所公知的方式测定的玻璃的本体组成，且同时适用于本文所述的未强化和强化的玻璃。
从总体上参见附图，并具体参见图1，应理解图示是为了描述本发明的具体实施方式，这些图示不构成对本发明的内容或权利要求书的限制。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，所示的附图的某些特征和某些视图可能按比例放大显示或以示意性方式显示。
因此，提供了具有固有耐损坏性的玻璃。在一方面中，可强化以耐受由尖锐冲击造成的损坏的玻璃包含至少约50摩尔％的SiO2；至少约10摩尔％的至少一种碱金属氧化物R2O，其中R2O包括Na2O，和任选地其它碱金属氧化物(如Li2O,K2O,Ce2O,Rb2O)；氧化铝(Al2O3)，其中以摩尔％表示，Al2O3的量效应玻璃中存在的碱金属氧化物的总量(即，Al2O3(摩尔％)<R2O(摩尔％))；以及氧化硼(B2O3)，其中B2O3(摩尔％)–(R2O(摩尔％)–Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％。
在另一方面中，所述玻璃包含至少约50摩尔％的SiO2；Al2O3；B2O3；至少约10摩尔％的R2O，其中R2O包括Na2O；其中B2O3(摩尔％)–(R2O(摩尔％)–Al2O3(摩尔％))≥3摩尔％，其中所述玻璃的锆石分解温度(即，锆石分解形成氧化锆和氧化硅的温度)等于玻璃的粘度约为25千泊-40千泊时的温度。
在一些方面中，本文所述的玻璃是可离子交换的；即，用更大的阳离子-通常是单价碱金属阳离子(但也可使用其它阳离子例如Ag+或Tl+-具有相同的价态或氧化态)来置换存在于这些玻璃中的阳离子-通常是单价碱金属阳离子。用更大的阳离子置换更小的阳离子，形成处于压缩下的表面层，或压缩应力CS。该层从表面延伸到玻璃的内部或本体的层深度DOL。用在玻璃内部或里面区域的拉伸应力或中央张力CT来平衡在玻璃的表面层中的压缩应力。使用本领域已知的那些方法来测量压缩应力和层深度。此类方法包括但不限于，使用诸如鲁瑟(Luceo)(东京，日本)有限公司制造的FSM-6000之类的商用仪器，来测量表面应力(FSM)。测量压缩应力和层深度的方法如题为“用于化学强化平坦玻璃的标准说明(Standard Specification for Chemically Strengthened Flat Glass),”的标准ASTM1422C-99和题为“用于非破坏性光弹性测量在退火、热强化和全回火平坦玻璃中的边缘和表面应力的标准测试方法(Standard Test Method for Non-DestructivePhotoelastic Measurement of Edge and Surface Stresses in Annealed,Heat-Strengthened,and Fully-Tempered Flat Glass),”的标准ASTM 1279.19779所述，以上各文的全部内容通过引用纳入本文。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的精确测量，其与应力诱导的玻璃的双折射相关。进而通过本领域已知的那些方法来测量SOC，例如纤维和四点弯曲方法(它们都参见ASTM标准C770-98(2008)所述，题为“用于测量玻璃的应力-光学系数的标准测试方法”，其全文通过引用结合入本文)以及块圆柱体方法。
在其它方面中，本文所述的玻璃是离子交换的，且包括具有到达层深度的且处于压缩下的层的至少一个表面和处于拉伸应力下的内部区域，如上所述。在一方面中，所述离子交换玻璃包括至少约50mol％SiO2；至少约10mol％R2O,其中R2O包括Na2O；Al2O3；和B2O3,且其中B2O3–(R2O–Al2O3)≥3mol％。离子交换后的所述玻璃的维氏(Vickers)裂纹引发阈值为至少约10千克力(kgf)。
当存在于硼铝硅酸盐玻璃时，碱金属作为四面体配位的铝和硼的电荷平衡阳离子。类似于RAlO2或RBO2的物质，其中R是碱金属，且铝是Al3+，且B3+例如是用氧四重配位的。假定环绕铝或硼的四个氧原子连接到硅原子。因此，各氧从硅原子获得1个电子，且实际上3/4的电子来自四面体配位的Al3+或B3+。碱金属为这种构造提供电子，由此允许在四面体中的所有四个氧原子获得全部的电子壳。已知大的碱土元素Ca、Sr和Ba能填补铝的这个角色。因此，在R2O(mol％)+CaO(mol％)+SrO+BaO(mol％)–Al2O3(mol％)–B2O3(mol％)＝0(mol％)或者(Al2O3(mol％)+B2O3(mol％))/(R2O(mol％)+CaO(mol％)+SrO(mol％)+BaO(mol％))＝1的硼硅酸盐玻璃中，来自碱金属和碱土金属提供的电子和四面体配位的铝和硼原子平衡电荷所需的电子相同。当R2O(mol％)+CaO(mol％)+SrO(mol％)+BaO(mol％)-Al2O3(mol％)-B2O3(mol％)<0(mol％)时，铝和硼原子平衡电荷所需的电子大于来自电荷平衡的碱金属或碱土金属阳离子的电子。这种玻璃通常具有固有或“天然”耐损坏性，这在离子交换之后被可观地增强。
在这些玻璃中，铝通常总是被氧四重配位，如果存在足够的可用电荷平衡阳离子。低价态的阳离子的电荷平衡作用优于小的较高价态阳离子。这归因于电荷平衡阳离子与铝竞争电子密度所到达的程度。大的低价态阳离子在这种竞争中是不力的，导致电子密度大大位于AlO4四面体内。在完全退火的碱性硼硅酸盐玻璃中，大多数硼是四重配位的，其中玻璃中存在的碱性氧化物的量小于或等于Al2O3的浓度，因为碱性改性剂被消耗或者在与铝的连接中吸收。在完全退火的碱性硼硅酸盐玻璃中，其中玻璃中存在的碱性氧化物的量大于B2O3和Al2O3的浓度，大多数硼是四重配位的，且过量的碱性改性剂在非桥接氧(NBO)连接中吸收。在完全退火的硼铝硅酸盐玻璃中，其中B2O3≥碱性改性剂≥Al2O3，但是硼呈现三重和四重配位，甚至在电荷平衡的组合物中。当从玻璃的退火点或应变点以上快速冷却时，形成三重配位的硼是熵优选地。因此，三重配位的硼可通过形成方法例如下拉法(如狭缝拉制或熔合拉制法)来增强，或者通过将玻璃加热到它的退火点或应变点以上的温度然后快速冷却(即，以至少约4℃/秒的速率)来增强。在一些实施方式中，将玻璃从该玻璃的退火点或应变点以上的温度快速冷却。合理近似，电荷平衡阳离子首先以四重配位稳定铝，且剩余的阳离子以四重配位稳定一些分数的硼，其中该分数可高达1。本文所述的玻璃包括至少2.7摩尔％的B2O3，在一些实施方式中，约2.7-4.5摩尔％的B2O3，其中硼阳离子主要是三重配位的。在一些实施方式中，本文所述的玻璃包括的至少约50％的硼阳离子是四重配位的。在其他实施方式中，在这些玻璃中至少约80％的硼是四重配位的，还在其他实施方式中，在这些玻璃中至少90％的硼阳离子是四重配位的。可使用11B核磁共振图谱(NMR)来测定三重硼的比例。图1显示了本文所述的玻璃样品的NMR普通，所述玻璃包括67.45mol％SiO2,12.69mol％Al2O3,3.67mol％B2O3,13.67mol％Na2O,2.36mol％MgO,和0.09mol％SnO2。四重配位的硼(图1中的N4)的量约为8.9％-9.5％。因此，在图1所示的各样品中存在的约90％的硼是三重配位的。
当R2O(mol％)+MO(mol％)<Al2O3(mol％),其中MO表示二价金属氧化物(例如，MgO,ZnO,CaO,BaO,SrO,等)时，没有足够的单价或二价阳离子来以四重配位稳定铝，因此在这些玻璃中的硼几乎全部是三重配位的。在一些实施方式中，本文所述的玻璃包括约3-4.5摩尔％的B2O3，其包括被三种阴离子环绕的硼阳离子；即，硼阳离子是三重配位的的，且在一些实施方式中，B2O3(mol％)–(R2O(mol％)–Al2O3(mol％))≤4.5mol％。三重配位的硼是理想的，因为当压缩时它更容易致密化，由此为玻璃提供固有的或天然的耐损坏性。但是，具有组成其中R2O(mol％)+MO(mol％)–Al2O3(mol％)<0(mol％)的玻璃通常具有非常高的熔融温度，除非它们还具有非常高的B2O3含量，例如大于约10摩尔％。如在固定时期/时间段中进行离子交换获得的低层深度所证明，这样高量的B2O3对表面压缩应力和离子交换速率都有劣化影响。因为还需要高CS(例如，大于约650MPa)和显著的层深度(DOL)(大于30微米)来获得良好的耐损坏性，高固有耐损坏性的其它益处可被不良的离子交换特征抵销。为了取得离子交换后的性能特征的最佳平衡，因此期望将硼浓度保持足够低。因此，在一些实施方式中，本文所述的玻璃包含少于10摩尔％的B2O3。这种玻璃非常难以熔融到大量制造所可接受的质量水平(例如，缺陷浓度)。取决于玻璃制品的应用，在连续工艺中勉强可接受的缺陷含量是约1包含物(如气泡，颗粒或“种子”)/磅(lb)的玻璃且该包含物的尺寸(例如，对于近似为球形的颗粒是直径，或者拉长颗粒的主轴)大于约50微米。
在一些实施方式中，本文所述的玻璃包含：至少约50摩尔％的SiO2，约9-22摩尔％的Al2O3；约3-10摩尔％的B2O3；约10-20摩尔％的Na2O；0摩尔％至约5摩尔％的K2O；至少约0.1摩尔％的MgO和/或ZnO，其中0mol％≤MgO(mol％)+ZnO(mol％)≤6mol％；以及，可任选的，CaO、BaO和SrO中的至少一种，其中0mol％≤CaO(mol％)+SrO(mol％)+BaO(mol％)≤2mol％。在一些实施方式中，本文所述的玻璃包含约66-74摩尔％的SiO2。
在一些实施方式中，本文所述的玻璃包括至少约0.1摩尔％的MgO和ZnO中的至少一种。在一些实施方式中，玻璃可包括最高达约6摩尔％的MgO和/或ZnO。镁和锌的性能和其它二价阳离子不同。虽然镁和锌可在某些程度上电荷平衡铝，它们似乎在以四重配位稳定本文所述的玻璃中的硼时没有或很少有作用。因此，用氧化镁置换硼铝硅酸盐玻璃中的碱性氧化物迫使硼原子从四重配位变成三重配位，得到在离子交换玻璃中更高的压痕裂纹引发阈值负载。
除了上文所述的氧化物以外，本文所述的玻璃还可包括化学澄清剂，例如包括，但不限于卤素或卤化物(包含F,Cl,Br和I的化合物)以及As2O3,Sb2O3,CeO2和SnO2中的至少一种氧化物。当存在时，这些澄清剂一般的以小于或等于0.5摩尔％的水平配料进入原材料中，且对离子交换速率和最终获得的压缩应力的影响甚微。此外，可以以低浓度添加对这些玻璃的离子交换特征具有轻微或无影响的其它氧化物。这种氧化物的示例包括ZrO2，它是通过熔融器中的氧化锆耐火材料引入的常见污染物；TiO2，它是天然二氧化硅来源中的常见不确定组分)；Fe2O3，它是在除了最纯的化学试剂以外所有试剂都存在的不确定氧化物；可用来引入颜色的其它过渡金属氧化物。这些过渡金属氧化物包括V2O5,Cr2O3,Co3O4,Fe2O3,MnO2,NiO,CuO,Cu2O等。当存在于玻璃中时，这些氧化物的浓度保持在小于或等于约2摩尔％的含量。和钙相比，更大的碱土金属例如Sr和Ba导致更低的扩散系数和由此显著更低的压缩层的层深度。因为和本文所述的玻璃中的大多数其它氧化物相比，Sr和Ba是昂贵的试剂，且抑制或阻止离子交换。因此，当存在于玻璃中时，将SrO和BaO的浓度保持在不大于0.5摩尔％的含量。铷和铯的氧化物太大以至于不能以明显的速率进行离子交换，且它们很昂贵并在升高的浓度时导致高的液相线温度。因此，将这些氧化物的浓度保持低于0.5摩尔％。通常避免氧化锂，因为它会“毒害”离子交换浴中的硝酸钾盐，导致更低的压缩应力，与如果相同的玻璃在不含锂的盐浴中进行离子交换相比。此外，和钠-对-钾交换相比，当交换钾时锂的存在导致显著下降的扩散系数。当存在于玻璃中时，因此应将氧化锂的浓度保持低于约0.5摩尔％，且在一些实施方式中，低于约0.1摩尔％。在一些实施方式中,本发明所述的玻璃是基本不含锂的。在一些实施方式中,本发明所述的玻璃是基本不含磷的。
如本文所使用，术语“锆石分解温度”或“T分解”指锆石-其通常用作玻璃加工和制造中的耐火材料-分解形成氧化锆和氧化硅时的温度。在等粘过程如熔合中，玻璃遇到的最高温度对应于玻璃的特定粘度。例如，“T35kP”指玻璃的粘度为35千泊(kP)时的温度。我们将分解温度与对应于35000泊粘度的温度之差定义为分解边际温度T边际，其中：T边际＝T分解–T35kp。当分解边际温度T边际为负值时，锆石将分解，在熔合等压槽的某个位置形成氧化锆缺陷。当T边际为零时，仍有可能因温度漂移而导致锆石分解的发生。因此，不仅需要使分解边际温度为正值，而且要尽可能使T边际最大，同时与玻璃成品中必须保持的所有其它特性一致。在一些实施方式中，本文所述的玻璃的锆石分解温度等于玻璃的粘度约为25-40千泊，在一些实施方式中，约为30-40千泊，且在特定实施方式中，为30-约35千泊的温度。本文所述的玻璃的各种样品所测的锆石分解温度T分解见表3。
如上所述，锆石可在加工硬件的某些位置-例如熔合等压槽-当分解边际温度T边际为负值时分解以形成氧化锆和氧化硅。这通常导致在形成的玻璃中包括缺陷、气泡、氧化锆颗粒等。通常通过本技术领域所公知的方式例如光学显微镜来检测在玻璃中存在的这种包含物。本文所述的玻璃具有正的锆石分解边际温度，在一些实施方式中，包括小于0.1包含物/磅玻璃，其中包含物的尺寸(即，对于近似球形颗粒而言的直径，或拉长颗粒的主轴)为至少约50微米。在一些实施方式中，本文所述的玻璃包括小于0.01包含物/磅玻璃，其中包含物的尺寸是至少约50微米。
在通过离子交换强化玻璃的那些实施方式中，在一些实施方式中，玻璃可离子交换以形成表面层，该表面层处于至少约600兆帕(MPa)的压缩应力下，且在其他实施方式中，处于至少约800MPa的压缩应力下。压缩表面层的层深度为至少约30微米(μm)。本文所述的玻璃还具有一定程度的天然或固有耐损坏性(IDR)，其特征在于，维氏裂纹引发阈值大于或等于10千克力(kgf)。在一些实施方式中，离子交换玻璃的维氏裂纹引发阈值约为20-30kgf。在其它实施方式中，离子交换玻璃的维氏裂纹引发阈值约为30-35kgf。通过如下方式来测量本文所述的维氏裂纹引发阈值：向玻璃表面施加压痕负荷，然后以0.2mm/分钟的速率移除该压痕负荷。最大压痕负荷保持10秒。裂纹引发阈值定义为10次压痕中的50％显示出任意数量的径向/中间裂纹从凹痕印记角落延伸出来的压痕负荷。对于给定的玻璃组合物，增加最大负荷直至达到阈值负荷。所有的压痕测量都是在50％相对湿度和室温下进行。
当离子交换后，本文所述的玻璃的压缩应力足够高以提供杰出的对抗各种冲击的耐损坏性。本文所述的玻璃可以促进大规模制造的速率进行离子交换。虽然优选地通过在离子交换前对玻璃进行退火来提供高压缩应力，但还可相反地将玻璃从高温(例如，在玻璃的应变点以上)快速冷却来获得高压缩应力。例如，这种快速冷却可发生于下拉法例如熔合拉制法或狭缝拉制法中。本文所述的玻璃压缩应力、层深度和固有耐损坏性的结合，提供了对由尖锐冲击和刮擦引入的可见的或强度-限制损坏的优异耐受性。
将本文所述的玻璃样品(标记为玻璃3)的物理性质和德杰那卡M.J(MatthewJ.Dejneka)等于2011年7月1日提交的题为“具有高压缩应力的可离子交换玻璃(IonExchangeable Glass With High Compressive Stress)”的美国专利申请号13/533,298所述玻璃的物理性质，该专利申请要求德杰那卡M.J(Matthew J.Dejneka)等于2011年7月1日提交的具有相同题目的美国临时申请号61/503,734的优先权；以及如德杰那卡M.J(Matthew J.Dejneka)等于2012年5月31日提交的题为“具有高耐损坏性的可离子交换玻璃(Ion Exchangeable Glass With High Damage Resistance)”的美国临时专利号61/653,485所述玻璃的物理性质相比较，它们在表1中分别标记为玻璃1和2。玻璃1和锆石相容，但具有低压痕阈值，而玻璃2具有高压痕阈值但不与锆石相容。玻璃3同时具有高压痕阈值和与锆石相容性，如上所述。
表1.玻璃的物理性质。
玻璃 1 2 3
退火点(℃) 650 629 644
应变点(℃) 601 576 589
软化点(℃) 891.7 900 922.4
密度(g/cm3) 2.432 2.39 2.403
泊松(Poisson)比： 0.205 0.216 0.213
剪切模量(Mpsi) 4.287 4.051 4.142
杨氏模量(Mpsi) 10.336 9.851 10.046
液相线温度(℃) 1020 1000 1005
液相线粘度(千泊) 1000 1850 2210
主失透相 镁橄榄石 霞石 镁橄榄石
锆石分解温度(℃) 1200 1183 1230
锆石分解粘度(千泊) 30.4 71.4 33.4
200泊温度(℃) 1665 1679 1757
35千泊温度(℃)： 1190 1226 1227
折射率 1.50030 1.49844 1.49836
SOC(nm/MPa/cm) 29.64 32.78 31.94
维氏压痕阈值(kgf) 7 >30 20-30
本文所述的玻璃和它们的性质的其它非限制性例子分别见表2和3。所列实施例满足具有耐损坏性的要求(如高压痕阈值所表征)和与锆石的相容性(如低锆石分解粘度所表征)。
表2.本文所述的玻璃的示例组成。
表2.本文所述的玻璃的示例组成，续表。
表2.本文所述的玻璃的示例组成，续表。
表2.本文所述的玻璃的示例组成，续表。
表2.本文所述的玻璃的示例组成，续表。
表3.表2所列玻璃的性质。
表3.表2所列玻璃的性质，续表。
表3.表2所列玻璃的性质，续表。
表3.表2所列玻璃的性质，续表。
表3.表2所列玻璃的性质，续表。
表3.表2所列玻璃的性质，续表。
本文所述的玻璃同时具有抗碎屑能力和抗刮性，使其非常适合用于覆盖板、触摸屏、手表晶体、太阳能聚能器、窗口、屏幕、容器,以及需要具有良好抗刮性的坚固而坚韧的玻璃的其它用途。
虽然为了说明给出了典型的实施方式，但是前面的描述不应被认为是对本说明书或所附权利要求书的范围的限制。因此，在不偏离本说明书或者所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可想到各种改进、修改和替换形式。

Claims (9)

1.一种玻璃，其包含：
66-74摩尔％SiO2；
至少10mol％R2O,其中R2O包括9-20摩尔％Na2O；
9-22摩尔％Al2O3,其中Al2O3(mol％)<R2O(mol％)；和
B2O3,其中B2O3(mol％)–(R2O(mol％)–Al2O3(mol％))≥3mol％,且其中所述玻璃是可离子交换的。
2.如权利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包括：3-10摩尔％的B2O3；0摩尔％至5摩尔％的K2O；至少0.1摩尔％的MgO、ZnO或其组合，其中0≤MgO≤6且0≤ZnO≤6摩尔％；以及，任选的，CaO、BaO和SrO中的至少一种，其中0摩尔％≤CaO+SrO+BaO≤2摩尔％。
3.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包括至少0.1摩尔％的MgO和ZnO中的至少一种。
4.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的锆石分解温度等于玻璃粘度范围为30-40千泊时的温度。
5.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包括至少2.7摩尔％的含三重配位的硼阳离子的B2O3。
6.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃中所含的至少50％的B2O3含三重配位的硼阳离子。
7.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃包括小于0.1包含物/磅玻璃，该包含物的尺寸为至少50微米。
8.如权利要求1或权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃是离子交换的，且具有处于至少600MPa的压缩应力下的层，该层从所述玻璃的表面延伸进入至少30微米层深度的玻璃；且所述玻璃的维氏裂纹引发至少为10kgf。
9.如权利要求8所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃的维氏裂纹引发阈值为20-35kgf。
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